7米真空退火爐真空系統(tǒng)常見故障分析

韓小強(qiáng)+王璇+王暉

摘 要：板材真空熱退火爐常常出現(xiàn)粗抽真空度達(dá)不到使用要求，高真空達(dá)不到送電升溫的要求，升溫過(guò)程中真空度突然下降等情況，文章針對(duì)板帶廠7米真空退火爐真空系統(tǒng)，真空泵故障、真空系統(tǒng)漏氣和放氣、冷卻系統(tǒng)故障三方面做出了分析并提出了故障排除方法及檢修標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：真空系統(tǒng)；真空設(shè)備；故障排除

中圖分類號(hào)：TG156.95 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）24-0078-02

1 概述

隨著科技的進(jìn)步，真空熱處理技術(shù)的應(yīng)用已遍及各行各業(yè)，越是尖端的領(lǐng)域，對(duì)真空熱處理技術(shù)的要求就越高。現(xiàn)在，該技術(shù)已成為宇宙航天、熔煉、石化行業(yè)、太陽(yáng)能等行業(yè)發(fā)展中至關(guān)重要的的熱處理手段之一。其主要優(yōu)點(diǎn)是可以使工件在無(wú)氧化、無(wú)脫碳和小變形條件下完成熱處理工序；經(jīng)此處理后的工件表面光潔、力學(xué)性能高、使用壽命長(zhǎng)；同時(shí)還具有除氫效果好、不污染環(huán)境和便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于鈦材真空退火處理就是為了使鈦材組織和相成分均勻化，提高塑性，消除內(nèi)應(yīng)力從而獲得良好的機(jī)械加工性能。

真空熱處理技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家采用得較早，而且技術(shù)上也比較成熟。因此為了提高板帶廠的產(chǎn)品質(zhì)量，提升品牌國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力及改變目前板帶廠熱處理裝備的狀況，板帶廠于1999年設(shè)計(jì)建造了7米真空退火爐，使我分廠產(chǎn)品質(zhì)量有了很大的提高。

2 真空爐真空系統(tǒng)常見故障及后果

7米真空爐真空系統(tǒng)布局及各部真空要求如圖1所示：

7米真空退火爐真空系統(tǒng)常見故障有三種：（1）機(jī)械泵，羅茨泵、油擴(kuò)散泵抽速效果不良。（2）爐頂、前后爐門電極桿密封、泵組各管路法蘭連接及管道焊接處漏氣和退火材料自身放氣。（3）真空冷卻系統(tǒng)故障。

故障后果分析如下：（1）真空系統(tǒng)泵抽速不良會(huì)導(dǎo)致爐體真空度下降從而影響爐內(nèi)板材的退火質(zhì)量。（2）真空系統(tǒng)漏氣和真空系統(tǒng)放氣會(huì)影響真空系統(tǒng)真空度抽不上去，導(dǎo)致升溫曲線時(shí)間的延長(zhǎng)，從而增加運(yùn)行成本。（3）真空冷卻系統(tǒng)故障會(huì)導(dǎo)致：泵溫升高，泵油粘度下降；嚴(yán)重者會(huì)加劇泵內(nèi)各運(yùn)動(dòng)部件的磨損。由于真空系統(tǒng)溫度升高而使各法蘭連接部位密封損壞而導(dǎo)致的真空系統(tǒng)漏氣。

3 真空系統(tǒng)故障分析

真空系統(tǒng)故障具體分析如下：

3.1 機(jī)械泵，羅茨泵、油擴(kuò)散泵抽速效果不良

真空泵組抽速達(dá)不到技術(shù)要求， 真空泵組抽速達(dá)不到要求的原因有兩點(diǎn)：一是前級(jí)機(jī)械泵（10Pa以下）、羅茨泵（1Pa以下）真空度達(dá)不到要求，二是油擴(kuò)散泵（2.0×10-3Pa）真空度達(dá)不到要求。

3.1.1 如果前級(jí)機(jī)械泵真空度達(dá)不到10Pa以下時(shí)，應(yīng)按下述步驟逐條進(jìn)行檢查。

（1）泵溫太高。a.檢查泵冷卻水進(jìn)水管閥門是否打開。b.查看回水管路水流量是否因污垢堵塞或管路發(fā)生泄漏而變小，導(dǎo)致冷卻效果不佳泵油溫升高，泵油粘度隨溫度升高而下降，致使泵的密封性變差，泵真空度降低。c.滑閥環(huán)、偏心輪、滑閥導(dǎo)軌、泵軸等裝配精度未達(dá)到， 造成元件磨損。d.軸承損壞導(dǎo)致局部發(fā)熱嚴(yán)重。

（2）機(jī)械泵油故障。a.機(jī)械泵油油量低于下限位。b.泵油氧化或被污染。c.泵油被乳化。（原因是：當(dāng)被抽氣體中含有蒸氣等可凝性氣體時(shí)，它們進(jìn)入泵的工作室后將受到壓縮，從而凝結(jié)成水和其液體。這些凝結(jié)液不但降低了真空度.還會(huì)使泵油變質(zhì)，從而使泵的性能大為降低）。d.所加的泵油型號(hào)與泵的規(guī)定油號(hào)不一致。

（3）泵本身漏氣。a.密封圈老化失效或發(fā)生永久變形等。b.氣鎮(zhèn)閥墊圈損壞或未擰緊。c.排氣閥片損壞致使密封不好。d.泵內(nèi)泄太大，有以下兩方面原因：滑閥與泵腔磨損產(chǎn)生間隙；滑閥環(huán)與泵壁間隙過(guò)大。

（4）泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有異常雜音、噪聲、起動(dòng)困難現(xiàn)象：a.泵溫度太高。b.有雜物落入泵內(nèi)，使其運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生阻礙。c.泵油變質(zhì)，粘度增大。d.地腳松動(dòng)而產(chǎn)生噪音。e.因電機(jī)故障而產(chǎn)生的雜音。f.軸承間隙過(guò)大。

（5）泵啟動(dòng)電流過(guò)大，造成電器元件跳閘的故障主要有以下三種：a.泵油液粘度隨溫度的降低而變大，導(dǎo)致泵啟動(dòng)阻力增加。b.泵油已變質(zhì)，致使泵油的粘度增大，造成泵啟動(dòng)困難。c.因泵軸承損壞卡阻，阻力過(guò)大。d.電機(jī)電源故障。

3.1.2 在真空機(jī)組中當(dāng)發(fā)現(xiàn)羅茨泵真空度不高時(shí)，應(yīng)按下述步驟逐條進(jìn)行檢查。

（1）羅茨泵軸端密封損壞漏氣導(dǎo)致泵真空度達(dá)不到要求。（2）附著在板材表面的顆粒物進(jìn)入泵腔導(dǎo)致泵腔及元件磨損。（3）泵的地腳未調(diào)平或聯(lián)軸器安裝同軸度不夠造成泵運(yùn)行震動(dòng)過(guò)大。

3.1.3 擴(kuò)散泵故障

7米真空爐高真空泵組經(jīng)過(guò)檢測(cè)前級(jí)機(jī)械泵及羅茨泵如真空度滿足要求，若泵組真空度仍抽不上去，那么就應(yīng)檢查擴(kuò)散泵。具體步驟如下：（1）擴(kuò)散泵真空度達(dá)不到極限值。a.硅油太少或硅油受污染。b.硅油加熱效率不足（加熱盤爐絲斷或電源故障）c.擴(kuò)散泵冷卻效果不佳，故使泵內(nèi)油蒸氣不能完全迅速地凝聚，而已凝聚的油在未流回冷井前又重新蒸發(fā)，有可能返流到真空系統(tǒng)，污染加熱室。d.冷卻水流量過(guò)大，致使泵壁表面溫度降低，增加了油蒸氣返流，影響了極限真空。

（2）擴(kuò)散泵不工作。a.擴(kuò)散泵加熱不充分。b.前級(jí)機(jī)械泵、羅茨泵存在故障或泵組管道存在漏點(diǎn)，致使擴(kuò)散泵前級(jí)管路壓強(qiáng)過(guò)高.擴(kuò)散泵啟動(dòng)困難。c.電阻規(guī)管、電離規(guī)管破損或儀表出現(xiàn)故障，使控制系統(tǒng)接收不到爐體整體壓強(qiáng)的信號(hào)，故由于控制系統(tǒng)聯(lián)鎖反應(yīng)油擴(kuò)散泵不能正常工作。

3.2 爐體及泵組管道漏氣和退火材料放氣

3.2.1 爐體及泵組管道漏氣。爐體及泵組管道漏氣是造成爐體真空系統(tǒng)真空度達(dá)不到使用要求的主要原因，爐體漏氣通常出現(xiàn)在法蘭連接部位或焊接部位，如前后爐門密封、爐頂、前后爐門加熱電極桿密封及電阻規(guī)管、電離規(guī)管的密封。現(xiàn)在我們板帶廠采用氦質(zhì)普真空測(cè)漏儀進(jìn)行檢漏。

3.2.2 退火材料放氣。由于退火板材表面附著氣體、水份及灰塵污染物，以及鉬帶、軌道軸承、進(jìn)出爐料車等，都吸附有大量的氣體和水份，被吸附的氣體和水份在爐體升溫過(guò)程中，將從這些部件的表面逸出，致使?fàn)t體的真空度下降。

3.2.3真空冷卻系統(tǒng)故障

（1）冷卻循環(huán)水泵出現(xiàn)故障。（2）電機(jī)轉(zhuǎn)向接反。（3）冷卻水管閥門未打開。（4）冷卻水管因污垢或污物堵塞而流量變小從而影響冷卻效果。

4 真空系統(tǒng)故障處理方法及標(biāo)準(zhǔn)（見表1）

5 結(jié)束語(yǔ)

本論文從7米真空退火爐真空系統(tǒng)各真空泵、真空系統(tǒng)漏氣和放氣、冷卻系統(tǒng)三方面故障出發(fā)，做出了詳細(xì)的分析并提出了故障排除方法及檢修標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)7米真空爐及其他真空退火設(shè)備真空系統(tǒng)常見故障檢修具有一定指導(dǎo)意義。能及時(shí)、快速處理真空系統(tǒng)常見故障，從而大大提高真空設(shè)備的運(yùn)行效率，降低運(yùn)行成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]王魁.真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理[M].國(guó)防工業(yè)出版社，1998.

[2]寶鈦集團(tuán).真空技術(shù)資料[Z].1969.

[3]寶鈦集團(tuán)設(shè)計(jì)研制所.7米真空爐使用說(shuō)明書[S].1999.endprint